本書是湍流射流聲學控制方法的專著。書中首先介紹了亞聲速湍流射流的氣動特性和聲學特性,詳細介紹了其聲學控制機理,并進行敏感性分析,給出提高控制效率的方法。之后著重討論了低頻高強度聲激勵對亞聲速湍流射流的影響,以及湍流射流自激勵產(chǎn)生原理和抑制方法。隨后簡要描述了超聲速非等壓湍流射流的氣動和聲學特性、寬頻噪聲產(chǎn)生機理和控制方法。很后結(jié)合實際工程應用案例介紹了幾種降低渦噴發(fā)動機射流噪聲的方法、帶開口測試段風洞中自激振蕩的聲學控制方法,以及混合層流動與空腔的相互作用。
適讀人群 :本書適合從事湍流射流氣動和聲學特性的聲學控制方法及其構(gòu)成應用領(lǐng)域的研究人員、研究生、物理專業(yè)學生和工程師閱讀。 這是一本湍流射流聲學控制方法研究和工程應用領(lǐng)域難得的參考書,由俄羅斯中央空氣流體動力研究院三位具有豐富教學和科研經(jīng)驗的教授撰寫。其最大特點是各章節(jié)均結(jié)合試驗或數(shù)值模擬結(jié)果進行闡述,有助于讀者更直觀地掌握和理解書中內(nèi)容。
自1903年12月17日人類首次實現(xiàn)有動力飛行以來,航空事業(yè)獲得了迅猛發(fā)展,極大地促進了人類社會文明的進步,對世界各國的政治、經(jīng)濟和軍事都產(chǎn)生了深遠的影響。航空發(fā)動機作為飛機的“心臟”,不僅是飛機飛行的動力,也是促進航空事業(yè)發(fā)展的重要推動力,人類航空史上的每一次重要變革都與航空發(fā)動機的技術(shù)進步密不可分。飛機進入噴氣時代始于渦輪噴氣發(fā)動機的發(fā)明,飛機突破聲障、實現(xiàn)馬赫數(shù)2和馬赫數(shù)3的飛行主要是由于加力式大推力發(fā)動機的出現(xiàn);飛機實現(xiàn)垂直起降則仰仗于可旋轉(zhuǎn)噴管發(fā)動機的研制成功;巨型寬體客機的問世更少不了大涵道比、大推力的渦扇發(fā)動機;第四代戰(zhàn)斗機的超聲速巡航和超機動性主要是依靠發(fā)動機的高推重比和矢量噴管。
經(jīng)過百余年的發(fā)展,航空發(fā)動機已經(jīng)發(fā)展為可靠性極高的成熟產(chǎn)品,正在使用的航空發(fā)動機包括渦輪噴氣/渦輪風扇發(fā)動機、渦輪軸/渦輪螺旋槳發(fā)動機、沖壓發(fā)動機和活塞式發(fā)動機等多種類型,不僅作為各種用途的軍民用飛機、無人機和巡航導彈動力,而且利用航空發(fā)動機派生發(fā)展的燃氣輪機還廣泛用于地面發(fā)電、船用動力、移動電站、天然氣和石油管線泵站等領(lǐng)域。航空發(fā)動機的發(fā)展也極大地帶動了機械制造、電子、控制、材料和石油化工等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,帶來了巨大的收益。目前,全球飛機發(fā)動機及其零部件制造業(yè)的收入已占航空制造業(yè)總收入的40%左右,年收入超過1000億美元,到2015年將達到1220億美元,人均年收入35萬美元,僅美國從事航空發(fā)動機及零件制造的公司就有1000多家,年收入超過600億美元。
進入21世紀,航空發(fā)動機正在進一步加速發(fā)展,將為人類航空領(lǐng)域帶來新的更大變革。目前,傳統(tǒng)的航空發(fā)動機正在向齒輪傳動發(fā)動機、變循環(huán)發(fā)動機、多電發(fā)動機、間冷回熱發(fā)動機和開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機發(fā)展,非傳統(tǒng)的脈沖爆震發(fā)動機、超燃沖壓發(fā)動機、渦輪基組合發(fā)動機,以及太陽能動力和燃料電池動力等也在不斷成熟,這些發(fā)動機的發(fā)展將使未來的航空器更快、更高、更遠、更經(jīng)濟、更可靠,并能夠滿足更加嚴格的環(huán)保要求,并將使高超聲速航空器、跨大氣層飛行器和可重復使用的天地往返運輸成為現(xiàn)實。
但是,航空發(fā)動機的發(fā)展絕非易事,作為人類科學技術(shù)發(fā)展的最高端產(chǎn)品之一,航空發(fā)動機被譽為“工業(yè)之花”“皇冠上的明珠”,具有技術(shù)難度大、風險高、耗資多、周期長等特點,要求在相關(guān)的工程技術(shù)領(lǐng)域具備雄厚的基礎(chǔ)和豐富的實踐經(jīng)驗積累,是一個國家工業(yè)基礎(chǔ)、綜合國力和科技水平的集中體現(xiàn)。美國將航空發(fā)動機技術(shù)描繪為:“它是一個技術(shù)精深得使新手難以進入的領(lǐng)域,它需要國家充分保護并穩(wěn)定利用該領(lǐng)域的成果,長期的專門技能和數(shù)據(jù)的積累,以及國家大量的投資!狈▏鴮⒑娇瞻l(fā)動機工業(yè)描繪為:“航空發(fā)動機工業(yè)是一個與眾不同的工業(yè),是當代尖端技術(shù)的標志。進入這個競技場的頂級‘玩家’數(shù)量非常有限,其門檻設(shè)置得比其他航空專業(yè)更高,這意味著競爭者進入的難度更大!蹦壳,能夠獨立研制航空發(fā)動機的只有美國、英國、俄羅斯、法國和中國等少數(shù)國家。
我國航空發(fā)動機工業(yè)起步并不晚,在中華民國時期就曾試圖建立航空發(fā)動機工業(yè);中華人民共和國成立后,我國于1951年開始建立航空發(fā)動機修理廠,經(jīng)過60多年幾代航空人的艱苦努力,如今我國已建成比較完整的航空發(fā)動機科研、生產(chǎn)體系,研制生產(chǎn)出了6萬多臺航空發(fā)動機,已進入世界少數(shù)能夠獨立研制航空發(fā)動機的國家行列。但是,我國航空發(fā)動機在技術(shù)水平和產(chǎn)品研制方面與先進國家還存在很大差距,學習國外航空發(fā)動機的先進發(fā)展經(jīng)驗,對我國航空發(fā)動機的發(fā)展勢必起到良好的借鑒作用。
中國航空工業(yè)集團公司組織出版《航空發(fā)動機出版工程》的目的是為廣大讀者提供一個全面了解世界航空發(fā)動機發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和未來的平臺,使讀者對航空發(fā)動機的基本概念和工作原理有更科學、系統(tǒng)的認識,對國外航空發(fā)動機的產(chǎn)品發(fā)展經(jīng)驗、組織管理方法和技術(shù)發(fā)展路線有更深刻的理解,對航空發(fā)動機發(fā)展對國防建設(shè)和國民經(jīng)濟發(fā)展的重要性有更充分的重視,以喚起廣大讀者對航空發(fā)動機事業(yè)的關(guān)注和熱愛,并積極投身到這項光榮而偉大的事業(yè)中來。期望這套叢書能夠為中國航空發(fā)動機的人才培養(yǎng),航空發(fā)動機的科研、生產(chǎn)和使用提供參考和借鑒,為中國航空發(fā)動機事業(yè)的更大發(fā)展做出貢獻!
林左鳴
中國航空工業(yè)集團公司董事長
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